FUNDAMENTOS TEÓRICOS DE GEOTECNOLOGIAS MÓDULO 01 ELEMENTOS DE CARTOGRAFIA

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FUNDAMENTOS TEÓRICOS DE

GEOTECNOLOGIAS

MÓDULO 01 – ELEMENTOS DE CARTOGRAFIA

AULA 05- GENERALIZAÇÃO CARTOGRÁFICA E

SIMBOLIZAÇÃO CARTOGRÁFICA

AUTORES: DR. ALEXANDRE ROSA DOS SANTOS

Ma. KAÍSE BARBOSA DE SOUZA Ma. ROSANE GOMES DA SILVA

Alegre- ES Setembro de 2016

UNIVERSIDADE FEDERAL DO ESPÍRITO SANTO

DEPARTAMENTO DE CIÊNCIAS AGRÁRIAS E ENGENHARIAS

DISCIPLINA GEOMÁTICA II- 2016/02

2 CAPÍTULO 5- GENERALIZAÇÃO CARTOGRÁFICA E SIMBOLIZAÇÃO

CARTOGRÁFICA SUMÁRIO 1. DEFINIÇÕES ... 3 2. PROCESSOS DE GENERALIZAÇÃO ... 4 2.1 Generalização semântica...5 2. 2 Generalização geométrica...6 3. PRINCÍPIOS DE GENERALIZAÇÃO ... 12 4. SIMBOLIZAÇÃO CARTOGRÁFICA ... 13

4.1 Classificação dos símbolos...14

4.2Variáveis visuais em cartográfica...15

4.3 Utilização da cor em cartografia...19

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1. DEFINIÇÕES

Generalização cartográfica

A construção de um mapa requer que as feições da superfície terrestre sejam representadas de forma reduzidas para que o observador tenha uma boa percepção da realidade, onde para isso é necessário selecionar os objetos que compõe o mapa, simplificar formas e estruturas e respeitar critérios de importância (ROBSIN, 1960). Esse processo é conhecido como Generalização Cartográfica.

A generalização cartográfica define-se como um processo de ajustamento de conteúdo e gráfico, que tem a finalidade de melhorar o uso de dados geográficos a um nível mais elevado da percepção visual de entidades espaciais/temporais tal como as suas relações (LOPES, 2005). O processo de generalização é considerado fundamental tanto para a cartografia de base, como para cartografia temática, devido ao objetivo principal que é elaboração de mapas, cujas informações possuam clareza gráfica suficiente para o estabelecimento da comunicação cartográfica desejada, ou seja, a legibilidade do mapa (MENEZES e FERNANDES, 2013). Segundo Jonny (1997) a generalização é função dos seguintes fatores:

 Escala (considerada a mais importante)  Finalidade da carta

 Tema representado

 Características da região mapeada-

 Natureza das informações disponíveis sobre a região

A transformação de escala é a operação mais relevante para a generalização, por que independente de todos os demais fatores (MENEZES e FERNANDES, 2013). Quanto menor a escala de um mapa, maior será o grau de generalização a que os objetos do mundo real, ali representados, foram submetidos (TAURA et al, 2008). A generalização é inversamente proporcional a escala (Figura 1).

4 A finalidade diz respeito ao emprego do mapa, para o que ele vá servir, a que usuários deverá atender definindo quais informações o mesmo deve conter. O tema induz a uma simplificação dos detalhes que não interessam exibir ou são irrelevantes. As características da região a ser mapeada vão estabelecer o que é importante ser representado no mapa, dependendo de sua importância relativa para a região considerada. Em relação a natureza das informações disponíveis, deve-se documentar a região, de forma a se conhecê-la, para se saber o que será possível generalizar. Por outro lado, é necessário conhecer as características de como a feição é referenciada devido ao fato da informação primária ser de posição, é a forma linear ou de área que o mapa mostra efetivamente dentro de seus limites (MENEZES e FERNANDES, 2013).

Assim o maior objetivo da generalização é:

Reduzir a complexidade de base de dados e a geometria dos objetos, proporcionando uma visualização menos poluída do conteúdo geográfico, preservando as características e integridade dos dados geográficos, reduzindo o nível de detalhe na sua representação (ESRI, 1996).

2. PROCESSOS DE GENERALIZAÇÃO

O processo de generalização cartográfica envolve muita intuição e pouca formalização. Devido à redução de escala, o cartógrafo utiliza realiza alguns passos: seleciona, classifica e padroniza; executa simplificações e combinações intelectuais e gráficas; enfatiza, aumenta e reduz ou elimina feições representadas num mapa, quase sempre de modo predominantemente intuitivo, criativo (D’ALGE et al., 1996).

Existem diversos conceitos associados da generalização e ocorre bastante divergência entre os autores. Os dois tipos principais de generalização são segundo Jones (2003):

 Generalização semântica - baseado na escolha inicial da informação relevante a ser apresentada no mapa;

 Generalização geométrica - baseado na manipulação de características gráficas de objetos representados no mapa.

Podemos incluir na generalização semântica, a transformação de atributos, que engloba os operadores classificação, agregação, também os operadores fusão, amalgamação e ainda o operador seleção, uma vez que é através deste que se selecionam os objetos que serão representados no mapa final, este operador poder-se- utilizar também na generalização geométrica.

5 2. 1 Generalização semântica

Lopes (2005) define cada um dos operadores da generalização semântica a seguir

- Classificação: Considerado uma dos aspectos mais importantes do processo de generalização é chamado classificação. Esta transformação está relacionada com o agrupar de objetos, que partilham características idênticas ou semelhantes, em categorias de entidades (Figura 2).

Fonte: Lopes (2005)

Figura 2. Classificação e simbolização

Este processo pode ajudar a reduzir drasticamente o número de entidades individuais a representar, e assim reduzir a complexidade de um mapa. Muitos objetos individuais são agrupados numa classe que representa os seus atributos comuns ou cobertura dominante, onde para a cobertura dominante, a natureza original dos objetos pequenos será mudada. A classificação ajuda a organizar os objetos ou fenômenos nos grupos que são representados pela mesma simbologia.

- Simbolização: Este processo atribui vários tipos de símbolos para refletir a sumarização resultante da classificação em entidades significativas. Estes símbolos exigem cuidado ao serem escolhidos, de forma que contribuam para mapas mais legíveis. Na simbolização pretende-se achar boas representações para fenómenos do mundo real ajustando sistematicamente as variáveis visuais, implicando frequentemente em uma mudança da dimensão geométrica, isto é colapso da área para linha, da área para ponto etc.

- Agregação: A agregação é uma transformação na qual se agregam pontos da mesma classe de entidades, em entidades de classes de uma ordem mais elevada e são simbolizados como tal apresentando uma melhor clareza na representação. A agregação permite combinar os objetos através da estrutura hierárquica quando a escala se torna menor, por exemplo: os edifícios de uma cidade podem ser agrupados para dar forma a uma mancha urbana. A generalização semântica ocorre normalmente, antes da generalização geométrica (Figura 3).

6 Fonte: Lopes (2005)

Figura 3. O operador agregação.

- Seleção: A seleção, conhecido também como operador de eliminação, é um processo no qual os objetos que considerados impertinentes no mapa generalizado são eliminados. Alguns autores consideram que a seleção não é conceitualmente uma parte do processo de generalização, considerando apenas como um passo de pré-processamento necessário em ambas as transformações, de espaço e de atributos. Outros autores consideram a seleção como um processo de generalização (Figura 4).

Fonte: Lopes (2005)

Figura 4.Operador de seleção

2.2 Generalização geométrica

SPINOLA (2010) apresenta cada um dos operadores da generalização geométrica

-Colapso: Refere-se à mudança de dimensão do objeto após a redução de escala. Um objeto polígono de dimensão 2-D, após a redução, seria representado por uma linha 1-D ou ponto 0-D. (McMaster e Shea, 1992; ESRI, 1996) Exemplo: Um polígono representando uma mancha urbana escala de origem seria representado por um ponto na escala reduzida (Figura 5).

7 Fonte: SPINOLA (2010)

Figura 5. Operador Colapso

-Exagero: Neste operador os objetos importantes e relativamente pequenos, e que na escala reduzida ficariam despercebidos e/ou eliminados, tem sua dimensão aumentada proporcionando maior destaque. (McMaster e Shea, 1992). Exemplo: Num mapa hidrográfico, lagoas e/ou lagos que são relativamente pequenos, mas de importância para a finalidade são exagerados para constarem no mapa reduzido (Figura 6).

Fonte: SPINOLA (2010) Figura 6. Operador Exagero

8 -Deslocamento: Muda-se intencionalmente a posição de um objeto, objetivando não sobrepor outra feição adjacente (McMaster e Shea, 1992) sendo um operador mais difícil de implementar e apesar de algumas soluções disponíveis, elas não cobrem a gama de conflitos possíveis (Muller et al.,1995) Exemplo: deslocamento da linha de divisa entre bairros para destacar uma rua ou avenida, que são limitantes (Figura 7)

Fonte: SPINOLA (2010)

Figura 7. Operador Deslocamento

-Eliminação: Quando um determinado objeto tem área inferior à área mínima mapeável (AMM) ele é eliminado do mapa final (Peng, 2000). Exemplo: Um mapa temático qualquer tem para a escala reduzida AMM de 1 hectare, se qualquer polígono estiver abaixo deste valor, é eliminado (Figura 8).

9 Fonte: SPINOLA (2010)

Figura 8. Operador Eliminação

-Refinamento: Refere-se à manutenção do aspecto geral de um grupo de objetos a partir da redução de sua complexidade, da densidade e consequentemente pode-se eliminar, deslocar ou exagerar os objetos mas se preservando aspecto geral do grupo (McMaster e Shea, 1992; ESRI, 1996). Exemplo: Em um mapa hidrográfico, eliminam-se os cursos d’água menos significativos de uma bacia hidrográfica (Figura 9).

Fonte: SPINOLA (2010)

10 -Simplificação: Neste operador retira-se do polígono e/ou linha os vértices considerados desnecessários e retém os vértices considerados essenciais, que preservam o aspecto característico do objeto. (McMaster e Shea, 1992; ESRI, 1996; Peng, 2000; Lopes, 2005). Exemplo: Eliminam-se vértices desnecessários para representação de curvas de nível (Figura 10).

Fonte: SPINOLA (2010)

Figura 10. Operador Simplificação

-Suavização: Os vértices são deslocados de forma a reduzir a angularidade dos objetos garantindo assim uma representação esteticamente mais agradável, sendo que este operador é comumente utilizado após a simplificação (McMaster e Shea, 1992; Lopes, 2005). Exemplo: Após eliminar os vértices das curvas de nível, aplica-se este operador para garantir um aspecto mais natural (Figura 11).

11 Fonte: SPINOLA (2010)

Figura 11. Operador Suavização

-Unificação: Quando duas linhas paralelas, de mesmo atributo, se encontram muito próximas, são unidas em uma única linha (McMaster e Shea, 1992). Exemplo: Quando duas rodovias paralelas, de sentidos opostos, são representadas com um pequeno espaço entre si e na redução de escala as linhas se unem (Figura 12).

Fonte: SPINOLA (2010)

12 -Destaque: Altera a maneira de apresentar os símbolos, porém, não modifica suas dimensões, apenas melhora o novo espaço de visualização. (McMaster e Shea, 1992). Exemplo: num mapa turístico, os símbolos relativos à localização de restaurantes, bancos, postos de gasolina e outros serviços são destacados (Figura 15).

Fonte: SPINOLA (2010) Figura 15. Operador Destaque

3. PRINCÍPIOS DE GENERALIZAÇÃO

Conforme Menezes e Fernandes (2013) alguns princípios devem ser aplicados em modelos conceituais e gráficos de generalização, sendo aplicados sempre que possível como:

1. Unir o máximo de informações possíveis sobre a área a generalizar

2. Não utilizar somente o princípio de supressão do pequeno e manutenção do grande: Em determinados regiões, o pequeno pode ter prioridade sobre o grande. Por exemplo em dois trechos de um mapa, a área A é mais seca que a área B. Ao suprimir os pequenos lagos em B, haverá então uma ideia errada do terreno.

3. Princípio de simbolização:

Avaliar o princípio da simbolização pois na alteração da classificação dos objetos e feições (ex: passando-se de área à ponto) a generalização tem que atingir todos os elementos envolvidos. A supressão de classe, por outro lado, leva a um outro conceito de generalização e a possibilidade inclusive de perda do equilíbrio.

13 4. Visualização:

Neste princípio pode-se agrupar elementos que sejam vizinhos. Se existir uma separação por meio de outros objetos, não podem ser grupados.

5. Semelhança:

Sempre que possível deve-se seguir o princípio de preservação das formas. A degradação das formas é inevitável, porém deve ser próxima à forma original.

6. Equilíbrio:

O equilíbrio em um mapa é caracterizado por estabelecer prioridades sobre os elementos a representar. Se todos tiverem o mesmo peso, não poderá haver uma prioridade visual sobre nenhum dos elementos. Com exceção das cartas temáticas onde o equilíbrio será dado pela priorização da visualização sobreo tema a representar.

4. SIMBOLIZAÇÃO CARTOGRÁFICA

A simbolização cartográfica é representação de informação geográfica, nos mapas, através de símbolos e alguns autores consideram uma das fases da generalização cartográfica, visto influir no nível de abstração com que a informação é representada, (Fernandes, 2008).

Nassel (2011) classifica a simbolização cartográfica em função dimensão espacial e suas características apresentadas a seguir:

Em função da sua dimensão espacial, a informação geográficos é dividida:  Informação de lugar ou pontual – sem dimensão ou extensão;  Informação linear – uma dimensão;

 Informação em área – duas dimensões;

 Informação volumétrica – volume de tráfego, de precipitação, enfim, informação com três dimensões.

Em função das suas características, a informação geográfica organiza-se em quatro escalas de medição e em ordem crescente de eficácia descritiva conforme ROBINSON et al., (1987):

 Informação nominal – distinção dos dados com base no seu carácter intrínseco, ou seja, apenas em considerações qualitativas, sem implicação de ordem ou quantidades. Exemplos: estradas, cursos de água, etc.

 Informação ordinal - tem implícito a informação nominal, mas acrescenta uma ordem de inferior a superior, sem se basear em qualquer valor numérico ou indicar

14 qualquer magnitude de ordenação. Exemplos: Estrada principal, rio principal, afluente, etc.

 Informação de intervalo – acrescenta ao nível ordinal o valor numérico, empregando algum tipo de unidade convencional. Exemplos: EN1, Rio Incomati, rio Infulene, etc.

 Informação de índice – refinamento da informação de intervalo, utilizando quantidades que são intrinsecamente significativas pela utilização de uma escala de intervalo que começa num ponto zero que não é arbitrário, por exemplo, na temperatura ou na pressão atmosférica o zero não é arbitrário). Nota: Sob o ponto de vista cartográfico, não existe a diferença na simbolização da informação de intervalo e de índice

4.1 Classificação dos símbolos

Existe uma variedade ilimitada de dados espaciais que podem ser mapeados e todos devem ser representados por símbolos. Os símbolos cartográficos sinais gráficos, podem ser classificados em o símbolos pontuais (.) o símbolos lineares ou (---) e o símbolos em mancha ou área ( )(FERNANDES, 2008) e estão representados na Figura 16.

15 Fonte: Adaptado por Fernandes (2008)

Figura 16. Classificação dos símbolos

4.2 Variáveis visuais em cartográfica

Para a representação da informação cartográfica, dispõe-se dos símbolos, que são traduzidos pela visualização e diferenciados portanto, por serem variáveis visuais. Assim define-se como elementos gráficos primários, as variáveis visuais de diferenciação os símbolos:- cor;- valor;- forma;- tamanho;- orientação;- espaçamento;- posicionamento (Figura 17).

16 Fonte: Adaptado por Fernandes (2008)

Figura 17. Variáveis visuais

Menezes e Fernandes (2013) descreve os elementos gráficos a seguir: - Cor e Valor

São duas variáveis interligadas. Para uma escala monocromática o valor varia do branco ao preto e só é visível em símbolos robustos. Para símbolos pequenos, a variação de valor (saturação) não é distinta. A cor traduz fenômenos quantitativos quando é usada apenas uma cor em seus vários matizes. Cores diferentes vão expressar fenômenos qualitativos (Figura 18).

17 Figura 18. Cores primárias

Estas são as cores que podem combinar. Em termos de sistemas de cores, os mais utilizados são o RGB (red, green e blue) para computação, e o CMY (cian, magenta e yellow) para para emprego topográfico

- Forma

É uma variável ilimitada. É uma característica gráfica definida pela aparência:- regular - triângulo, círculo; - limite de uma área irregular: ilha ou estado;- contorno de uma feição linear. Apesar de ser na teoria ilimitada, na prática deve ser limitada, com figuras de formas conhecidas e fáceis de serem diferenciadas uma das outras (Figura 19).

Figura 19. Diferentes formas -Tamanho

Fornece uma informação quantitativa sobre a ocorrência do fenômeno. Pode excepcionalmente representar ideias qualitativas. Variam em tamanho quando têm dimensões aparentes diferentes: diâmetro, área, comprimento, altura. Normalmente quanto maior o símbolo, maior a sua importância (Figura 20).

Figura 20. Diferentes Tamanhos quantitativos - Orientação

Refere-se à disposição direcional dada à variável. Deve haver uma referência (reticulado, borda do mapa), para a modificação da disposição (Figura 21).

18 Figura 21. Disposição das orientações

- Espaçamento

Quando um símbolo é definido por uma arranjo de outros componentes (pontos ou linhas), o seu espaçamento pode ser variável, qualificando ou quantificando (Figura 22).

Fonte: Menezes e Fernandes (2013)

Figura 21. Variável gráfica de espaçamento com conotação quantitativa - Posição

O posicionamento no campo visual, o plano do mapa, é geralmente aplicado apenas aos componentes que podem ser movidos, tais como títulos, legendas e toponímia. A posição da

19 maior parte dos símbolos e convenções são prescritas pela ordenação geográfica dos dados e são suscetíveis de alteração, apenas por mudanças de projeção ou deslocamentos dentro da área do mapa, para melhorar a legibilidade.

4.3 Utilização da cor em cartografia

Em Cartografia, toda a variação visual (cor) deve ter um significado, senão se tornar fonte de ambiguidade. A cor é um tipo de símbolo cartográfico que, quando utilizada com conhecimento, pode contribuir muito para a legibilidade e eficácia dos mapas. Enquanto variável visual, a cor propriamente dita (ou tonalidade) tem a propriedade seletiva, sendo por isso a melhor variável visual, principalmente na representação em mancha.

20 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

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21 Textos, 1ª Ed., no prelo, 2013. 288p.

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